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超声波技术交流

作者:创唯星来源:http://www.szcwx.com 浏览次数: 日期:2015-08-22

2015626日上午,F&k公司人员莅临我司进行超声波指导洽谈,讨论了超声波方面问题,并对每种机型进行了超声波的测试更详细的讲解。“大行程的模块焊接”的新产品研发中遇到问题进行了交流指导。

                                                                                           F&K人员测试中

超声焊接原理图如图1.10所示,由超声波发生器①,纵向振子②,变幅杆③,工具头④,加压装置⑤等组成。

1.10图

其焊接的简单机理如下:超声波焊接机发生器施加功率于换能器,换能器的振动通过变幅杆得到机械振幅放大,并传到工具头,工具头上加压力P。使强烈的超声振动力Tx在垂直压力P作用下加到被焊物上,使两金属间产生高频摩擦。换言之,由于PTx所引起的垂直应力和切向应力共同作用结果,使该被焊区域内金属原子的互相扩散,或相互接近状态下进行固相接合,从而两金属焊面发生了连接。其焊接所需能量(从工具头传到工件)可由下式表示。

E=Wt

E=Txvdt

E=upvdt

式中W为所加功率;Tx=up为作用于被焊零件平行于x轴的力;u为相对运动面的摩擦系数;P为工具头所加的压力(为垂直于被焊面的)v为工具头振幅;t为焊接时间。

由上面可见,超声波焊接机方面条件可以用所加工具头压力P,振幅v,焊接时间t的乘积来表示。u与工具头、工件间表面状态、工件保持方法等有关。p与被焊材料的可流动性极限有关.还与硬度、厚度、振幅等有关,p=sos为工具头接触面积(若圆柱头工具,则s=xa2(a为圆柱头半径),为了保证在焊区内能保持均匀的压力状态,通常日a3dd为上部焊件厚度)

工具头的振幅和所加压力要根据工件的物性和尺寸,重迭等因素决定最佳值。一般在525um范围内。所以要想得到高质量的焊接,就要使设备和工件的各种因素的偏差极小。

下面我们进一步研究这些参数对焊接强度的影响,对1mm厚的铝板,以工具头的振动位移为参量,研究压力与焊接强度关系的结果图。如压力过小,强度就不高.反之压力过大,焊接部位变形就大,强度也下降。试验厚1mm、宽14mrn的细长铝片,以焊接时间为参量,测量焊接强度与触头位移关系的结果。如果振幅过大,时间过长,材料在被焊接部分的周围引起疲劳,则会导致强度下降。

此外,我们还知道,如果设法使焊接后的变形量保持恒定,则焊接强度将都能保持恒定。为了得到高质量的焊接,可以控制焊接后的变形量使之恒定。这里可用简单的方法、控制焊接时间达到控制变形程度;也可以像目前采用微机控制的点焊机那样,根据材质及板厚,来控制超声功率输出大小和焊接时间的长短,达到最佳焊接,使焊接强度最大。

金属材料的超声波焊接一般都在同种材料下进行焊接。不同的材料有时也能焊接。在很多情况下,只有用超声焊接才能保证所希望的连接质电子工业中应用。可取代热压焊接方法。在很多情况下,只有用超声焊接才能保证所希望的连接质量。如对非常薄的金属箔的焊接、对薄膜或细丝连大零件上的焊接、生产电容器时金属导线对铝箔的焊接、半导体中的引线的焊接及集成电路输出线的连接等均需超声焊接。通过超声焊接的连接点,牢度高,塑性大,剩余应力小,质量稳定,有良好的抗疲劳性,及焊点密封性能好等特点。

 

   超声波发生器可以调节输出功率使其稳定、调节频率使得换能器一直工作于最佳状态外,超声波发生器还可以对大功率超声波系统的功率、工作频率进行监控,可以通过设置参数来完成自动跟频、可以控制振幅在负载变化时也处于稳定状态、可以在情况不良时发出警报以保护系统设备等等。相信随着科技的不断发展,超声波发生器也会越来越强大,逐步完善出更多的功能。

由于我们的超声波焊接机在焊接的过程中需要这样的检测,并可以不断的让我们不断发现问题,改进产品,推出新的产品。我司后续会不断的向这方面的专业的技术人员学习,交流。

F&K人员合影

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